一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用。以质量百分比计，该压裂液包括如下组分：合成聚合物0.07wt％-0.1wt％、交联剂0.1wt％-0.5wt％、交联促进剂0.01wt％-0.2wt％、pH调节剂0.01wt％-0.2wt％、十二烷基氯化铵0.1wt％-1.0wt％、破乳剂SP1690.1wt％-0.3wt％、过硫酸铵0.01wt％-0.1wt％、甲醛0.1wt％-0.8wt％、余量为水。本发明的基于非金属离子交联剂的压裂液能够降低成本、降低压裂液残渣含量，同时又具有耐高温、抗剪切、破胶彻底的性能。
【专利说明】一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于非金属离子交联剂的压裂液及其制备方法与应用，属于石油开采添加剂【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在石油气开采领域，现有技术中，水力压裂是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。当地面高压泵组将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底附近积蓄起超过井壁附近地层应力及岩石抗张强度的压力后，就会有裂缝在地层中形成。随着带有支撑剂的高粘液体注入这些裂缝中，这些裂缝会逐渐向前延伸，这样在地层中形成了多条足够长度、一定宽度及高度的填砂裂缝。由于它具有很高的渗滤能力，使油气能够通畅流入井中，从而起到增产增注的作用。
[0003]随着全球油气消耗的日益增加和常规油气产量的不断下降，致密砂岩气、煤层气、页岩气等非常规油气资源已经引起世界各国的高度重视。非常规油气藏的储量是油气领域中一块巨大的“油气蛋糕”，开发动用非常规油气藏成为我国陆上石油工业增储上产的必经之路。压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展，广泛应用于低渗透油气藏，然而压裂的成败关键主要取决于压裂液体系。压裂液是压裂技术的重要组成部分，优质、低伤害、低成本、耐高温成为压裂液发展的主题。
[0004]随着压裂液体系发展，早期的压裂液是油基的，经过不断的改进，现以水基压裂液为主，主要为高价金属有机物与胍胶交联的压裂液冻胶。为了满足压裂液低成本、低伤害的要求，通过改变胍胶的使用浓度，适当调节交联剂、PH调节剂的使用浓度及使用必要的耐高温添加剂，开发了适用于50°C _150°C温度条件的低浓度胍胶压裂液体系(其温度所对应的胍胶浓度，即不同胍胶浓度下的耐温性能如表1所示)。但仍然存在如下问题:
[0005](I)胍胶是一种天然高分子化合物，水不溶物含量高且胍胶市场价格波动较大，来源受到限制，因此逐渐难以满足压裂液低成本、低伤害的要求；
[0006](2)使用的稠化剂浓度较高，一方面增加了作业成本，另一方面增加了残渣的含量;
[0007](3)目前主要使用无机金属或有机金属化合物作交联剂并在碱性条件下交联，不可避免地向地层引入了高价金属离子而导致地层二次伤害；
[0008](4)降低稠化剂浓度，压裂液耐温耐剪切性能变差。
[0009]表1
[0010]
【权利要求】
1.一种基于非金属离子交联剂的压裂液，以质量百分比计，其包括如下组分: 合成聚合物0.07wt % -0.1wt % >交联剂0.1wt % -0.5wt % >交联促进剂0.01wt% -0.2wt% > pH 调节剂 0.01wt% -0.2wt%、十二烷基氯化铵 0.1wt % -1.0wt%、破乳剂 SP1690.1wt% -0.3wt%、过硫酸铵 0.01wt% -0.1wt%、甲醒 0.1wt% -0.8wt%、余量为水。
2.根据权利要求1所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，以质量百分比计，该压裂液包括如下组分: 合成聚合物0.075wt%、交联剂0.25wt%、交联促进剂0.01wt% >pH调节剂0.05wt% >十二烷基氯化铵0.2wt %、破乳剂SP1690.1wt %、过硫酸铵0.05wt %、甲醛0.5wt %、余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，其特征在于:所述合成聚合物为由丙烯酰胺和AMPS聚合而成的聚合物，其粘均分子量为700万-1200万，其水解度为5% -10% ;其中，丙烯酰胺和AMPS的质量比为(4-1):1。
4.根据权利要求1或2所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，其特征在于:所述交联剂为二醛类有机物。
5.根据权利要求4所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，其特征在于:所述交联剂包括戊二醛、对苯二甲醛、乙二醛中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2 所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，其特征在于:所述交联促进剂为胺类有机物；优选的，所述交联促进剂包括二乙烯三胺、四甲基乙二胺、三乙醇胺中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1或2所述的基于非金属离子交联剂的压裂液，其特征在于:所述pH调节剂为有机磺酸；优选的，所述PH调节剂为氨基磺酸。
8.—种权利要求1-7任一项所述的基于非金属离子交联剂的压裂液的制备方法,包括如下步骤: 基液的制备:在反应容器中加入水，在搅拌状态下，缓慢加入合成聚合物，搅拌，再加入十二烷基氯化铵、破乳剂SP169、过硫酸铵、甲醛、pH调节剂，继续搅拌，然后在30°C下放置备用; 交联液的制备:在反应容器中依次加入水、交联剂和交联促进剂，搅拌混匀； 基于非金属离子交联剂的压裂液的制备:将基液和交联液进行混合制备得到基于非金属离子交联剂的压裂液。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:该制备方法还包括在基液的制备前对过硫酸铵颗粒包覆膜形成胶囊的步骤。
10.权利要求1-7任一项所述的基于非金属离子交联剂的压裂液在油气开采中的应用，包括利用该压裂液进行地层压裂及携带支撑剂进入地层裂缝的步骤。
【文档编号】C09K8/68GK104073234SQ201410242621
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】王超, 欧阳坚, 朱卓岩, 王凤, 王源源, 陈国浩, 薛俊杰 申请人:中国石油天然气股份有限公司